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普融花客服电话
2025-02-23 00:57:42
普融花客服电话

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新华社深圳2月20日(ri)电 题:对话薛其坤(kun):这个率先是(shi)怎么做到的?

新华社记者白瑜

继铜基、铁基材料之后,常压下(xia)高温(wen)超(chao)导材料家族再添一员。由国家最高科学技术奖获得者薛其坤(kun)院士(shi)领衔的南方科技大学、粤港(gang)澳大湾(wan)区量子(zi)科学中心与清华大学联合研究团队,发现常压下(xia)镍(nie)氧化物(wu)的高温(wen)超(chao)导电性,为高温(wen)超(chao)导机理(li)研究提供了新的“拼图”。相关科技成果日(ri)前发表在国际(ji)学术期刊《自(zi)然》上。

新华社记者近日(ri)专访了薛其坤(kun)院士(shi),听他讲述科研团队挺(ting)进科学无人区的故事。

攻克“盲人摸象”问题

自(zi)1911年科学家观察到超(chao)导现象以来,这一领域一直是(shi)物(wu)理(li)学领域最具挑战性的研究课题之一。高温(wen)超(chao)导机理(li)复杂如同“量子(zi)迷宫”,科学家探(tan)索近40年仍(reng)未破解。过去涌(yong)现出诸多杰出科研成果,但部分领域仍(reng)被专业人士(shi)认为处于“盲人摸象”阶段。

首次观测到量子(zi)反常霍尔效应、首次发现异质结界面高温(wen)超(chao)导电性,在常压环境下(xia)实现了镍(nie)氧化物(wu)材料的高温(wen)超(chao)导电性……薛其坤(kun)用一个个重量级科学发现,助力中国量子(zi)科学研究跻身世界第一梯队。

在此次研究中,薛其坤(kun)团队持(chi)续攻关,自(zi)主研发了“强氧化原子(zi)逐层外延”技术。这项技术可(ke)以在氧化能力比(bi)传统(tong)方法强上万倍的条件下(xia),依然实现原子(zi)层的逐层生长,并精确控制(zhi)化学配比(bi),如同在纳米尺(chi)度上“搭原子(zi)积木(mu)”,构建出结构复杂、热力学亚(ya)稳、但晶体质量趋(qu)于完美的氧化物(wu)薄膜。

除了科学发现,本次研究最重要的突破是(shi)搭建技术平台。“团队发展了独特的强氧化能力薄膜生长技术,成功获得了晶体质量更(geng)高的薄膜材料。这不仅实现了科学上的突破性发现,也(ye)为我国在超(chao)导乃至量子(zi)材料领域的长期自(zi)主发展奠定坚实基础,希望攻克在这个领域研究中盲人摸象的问题,从更(geng)高、更(geng)全面的站位(wei)开(kai)展探(tan)索。”薛其坤(kun)说(shuo)。

全球率先公布镍(nie)基材料超(chao)导完整实验证据

镍(nie)基超(chao)导研究是(shi)当前国际(ji)科学界的前沿热点,全球竞争(zheng)异常激烈。美国斯(si)坦福(fu)大学的研究团队与合作者几乎同时也(ye)报告了类似材料体系中的常压超(chao)导电性。

斯(si)坦福(fu)团队于2024年12月19日(ri)在《自(zi)然》线上发表论文,报道了超(chao)导电性的迹象;南科大团队2024年11月16日(ri)向《自(zi)然》杂志投(tou)稿,2024年12月21日(ri)在预印本网站arXiv提交研究成果,并率先公布了镍(nie)基材料超(chao)导完整实验证据,引发学术界巨大反响(xiang)。

在并跑同步撞线过程中,斯(si)坦福(fu)大学团队采用的是(shi)脉冲激光(guang)沉积技术,南方科技大学团队采用的是(shi)强氧化原子(zi)逐层外延技术。中美团队研究路(lu)径独立,实验相互印证。

中国科学院院士(shi)、浙江大学物(wu)理(li)学院院长林海青(qing)认为,中国科学家此次在常压下(xia)获得的第三类高温(wen)超(chao)导材料具有非常重大的创新意义(yi),是(shi)高温(wen)超(chao)导领域的一个重要突破。

相较于其他团队采用的传统(tong)技术路(lu)径,南科大团队选择的强氧化原子(zi)逐层外延技术路(lu)径也(ye)体现了中国科研实力。这种技术特点是(shi)氧化反应强烈,但可(ke)实现镍(nie)氧化物(wu)精准可(ke)控。

研究团队研制(zhi)出一种在极强的氧化环境下(xia)能实现在纳米尺(chi)度上“搭原子(zi)积木(mu)”的技术,制(zhi)备出这种常压下(xia)实现超(chao)导的镍(nie)氧化物(wu)薄膜。如同火山(shan)喷(pen)薄而出,科学家要在火山(shan)口上“绣(xiu)花”。“在氧化能力比(bi)传统(tong)方法强上万倍的条件下(xia),依然实现原子(zi)层的逐层生长,并精确控制(zhi)化学配比(bi),构建出结构复杂、热力学亚(ya)稳、但晶体质量趋(qu)于完美的氧化物(wu)薄膜,实现氧化物(wu)薄膜外延生长技术的一次重大跨(kua)越。”薛其坤(kun)说(shuo)。

扩容常压高温(wen)超(chao)导“俱乐部”

高温(wen)超(chao)导材料家族有三个主要成员:铜基、铁基和镍(nie)基。本次研究突破,正式让镍(nie)基材料进入常压下(xia)突破40K“麦克米兰极限(xian)”的高温(wen)超(chao)导材料“俱乐部”,为解决高温(wen)超(chao)导机理(li)的科学难(nan)题提供了全新突破口,为高温(wen)超(chao)导技术应用开(kai)拓了想象空间。

在本次科学研究突破中,人才是(shi)关键。此次发现,正是(shi)在新型有组(zu)织(zhi)科研的模式下(xia),经(jing)过南科大、粤港(gang)澳大湾(wan)区量子(zi)科学中心、清华大学三个单位(wei),大团队异地协作,坚持(chi)不懈科研攻坚所取得的成果。

实现这一重大突破的科研团队高度年轻化。团队平均年龄(ling)28岁(sui),负责人陈卓昱副教授年仅35岁(sui)。

薛其坤(kun)表示:“很多重大的科技突破都是(shi)在年轻人身上发现,他们有一个共性,就是(shi)瞄(miao)准了一件事情,能够(gou)坚持(chi)不懈地去探(tan)索去努力,从实验室慢慢研发到实现突破,我觉得这对整个社会(hui)、对整个科技界、对年轻人一代,都是(shi)有很大启示作用的。”

展望未来,薛其坤(kun)充满信心,“中国必将(jiang)在全球新一轮(lun)信息技术革命中贡献重要力量。”(完)

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